CN101802524A - 船舶冷藏集装箱 - Google Patents

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CN101802524A CN200880021091A CN200880021091A CN101802524A CN 101802524 A CN101802524 A CN 101802524A CN 200880021091 A CN200880021091 A CN 200880021091A CN 200880021091 A CN200880021091 A CN 200880021091A CN 101802524 A CN101802524 A CN 101802524A
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Abstract

本发明涉及一种船舶冷藏集装箱，该冷藏集装箱的后侧的内部形成有槽(18)和横壁(32)，该槽(18)主要在集装箱的宽度上垂直地延伸，聚积在集装箱顶部区域下方的变暖的冷却空气能够在该横壁(32)上方向下偏斜地供应到所述槽中，其中，所述横壁中形成有至少一个通孔(38)，该通孔(38)内插设有环状部件(40)，并且变暖的冷却空气能够被鼓风机(44)引导到制冷剂回路的蒸发器的热交换器表面(22)上，所述热交换器表面穿过所述环状部件的流动横截面伸入到所述槽内，并且其中，通过热交换器表面冷却的冷却空气能够从所述槽的底部引导回到冷藏集装箱的地板区域；根据本发明，在所述横壁(32)的上方侧部设置有用于被所述鼓风机(44)吸入的变暖的冷却空气的流动引导件(52)，从而将所述变暖的冷却空气侧向引导至所述环状部件(40)的流动横截面(50)。

Description

船舶冷藏集装箱
技术领域
本发明涉及一种船舶冷藏集装箱。
背景技术
这种集装箱基本上形成为例如纵轴长为40英尺(约14米)的矩形。这种集装箱通常位于交通工具上，从而集装箱的纵轴与交通工具的纵轴平行。
集装箱的门设置在一端，而另一端则安装插设于切除部分(cutout)的制冷单元。通常，制冷单元主要可拆卸地栓接在切除部分的外缘周围的凸缘(flange)上。
集装箱的内部地板具有纵向肋，该纵向肋形成用于引导冷却空气的纵向通道。纵向肋的顶部通常形成有用于支撑集装箱货物的直立的T形件。
在端门(end door)的区域中设置有用于确保在还未因穿过货物而上升到集装箱顶部的、因货物变暖的冷却空气上升到集装箱顶部的装置。设置有水平标记或者其它用于调节货物高度的装置，从而货物与集装箱顶部之间的变暖的空气能够返回到集装箱的与端门相对的端部，从而返回到制冷单元。
制冷单元在集装箱相应端部的内部形成垂直槽，如上文所述，该槽使得冷却空气的流动以形成闭合通路。
制冷剂回路(refrigerant circuit)的蒸发器的热交换器表面伸入到所述槽内。制冷剂回路具有传统的结构，除了蒸发器之外，通常还包括压缩机、冷凝器以及按以上顺序将蒸发器连接在闭合回路中的膨胀装置。
所述槽通常覆盖有透气的例如铝金属筛板，作为既防止异物落入又防止因人们意外接近而发生意外伤害的安全防护装置。在该覆盖物与前壁的内壁表面和集装箱的内壁表面之间保留有集气室(plenum)，该集气室向集装箱的储存空间开放，该储存空间内的变暖的冷却空气的回流穿过所述覆盖物偏转到所述槽内。所述集气室基本上或者实际上完全在集装箱的整个宽度上延伸。
在所述覆盖物的下方(从所述覆盖物垂直地间隔开的位置)，所述槽被横壁分开，该横壁中设置有通孔(port)，该通孔通常构造为相对于集装箱对称的圆孔，以使得变暖的冷却空气向下延伸。然而，在特别的示例中，可以设置有仅一个或几个通孔。
横壁的每个通孔中插入有环状部件，该环状部件通过外部的凸缘型结构扣在横壁上，该法兰型结构位于并方便地固定在横壁上，环状部件使得横壁通气以作为向轴流鼓风机(axial blower)供应空气的供气装置。轴流鼓风机将上升的变暖的冷却空气引导至蒸发器的热交换器表面。这使得上升的变暖的冷却空气的热量散发到制冷剂回路的制冷剂中，并且此时再次适于制冷的冷却空气返回到集装箱地板中的纵向通道中。
之前便已尝试通过简化设计来优化利用制冷单元中尤其是其槽中的可用空间，特别是通过将用于使变暖的冷却空气上升的环状部件的流动通气横截面选择得尽可能大来进行优化。但是该横截面的最大直径是由集装箱的与端门相对的端部的内表面和与货物相对的接合壁表面之间的间距以及源自该处的槽的内部尺寸来确定的。这就是迄今为止为什么要将环状部件的外部凸缘型结构形成在环状部件的两侧而不是沿集装箱的轴向形成，从而不在集装箱的轴向上限制环状部件的内部开口流动横截面。
发明内容
本发明基于上述目的而提出，以通过简化设计来进一步提高对冷藏集装箱的货物的制冷效率。
该目的通过权利要求1的特征来实现。
对比试验显示，这些方面单独使用就能够显著提高效率，根据实际应用可以用于各种目的，包括降低为轴流鼓风机供电所需的功率消耗、降低用于驱动轴流鼓风机的电机的功率级以及提高冷却空气对货物的通流(throughflow)。尤其发现，现在的制冷(仍沿集装箱的横向制冷)效果比先前更加均匀了。该令人惊奇的效果的原因在于，由于冷却空气变成或多或少地附着在侧壁上，因此比先前受到更少的限制，从而现在集装箱的货物空间的侧部区域中的冷却空气比先前循环得更好。现在，变暖的冷却空气的回流的流型(flow profile)更少地轴向化了，换言之，更加均匀了。
从权利要求2中可以看出，能够均匀地在环状部件的流动横截面中引导变热的冷却空气，这还减少了产生的噪音，从权利要求3中可以看出可以更好地实现这些效果，其中一个特别的优点在于能够更好地捕获更加径向地移动的变暖的冷却空气。
从权利要求4中可以看出，可以避免或者至少减少因侧向引导件的自由边缘作为伸入到流入的变暖的冷却空气中的障碍物而导致的湍流。从权利要求5可以看出，现在该效果得以进一步减少，这是因为避免了流动中的“死空间(dead space)”，而同时环状部件能够在环状部件的外部区域上至少以点的形式获得在槽的横壁上的凸缘型支撑。
权利要求6基于布置流动引导件的理念，从而现在可以使凸缘型支撑不再占据用于容纳货物所需的有用空间。
权利要求7详细解释了权利要求6的理念，当位于面向货物空间的槽的前壁的内侧与集装箱的后壁的前表面之间的环状部件的流动横截面的直径选择为尽可能得大时，该效果尤其显著。
传统地，环状部件包括圆柱形套筒，环状凸缘的次部(sub-portion)在两侧以直角从该圆柱形套筒顶部伸出，用于固定到横壁上，该套筒的流动横截面为圆形。这种圆形的内横截面也优选地包括在本发明的范围内，特别是在权利要求7中提出的结构中。但是这并不排除具有圆形以外的横截面的套筒部分不仅能够与权利要求7结合，而且还属于本发明的范围内。该情况下特别有利的是，变平化的流动横截面优选地具有弯曲的例如椭圆形的内部轮廓，该变平化流动横截面方便地使得槽横向延伸以避免影响货物空间的可用性。
权利要求8显示了如何通过具有一些结构性部件的修改的整体式环状部件而使得本发明能够尤其简单地得以实现，从而在与公知情况相同的应用中能够显著地提高效率。
公知的圆柱形环状部件通常由铝或铝合金制成。从权利要求9可以看出，在本发明的范围内，甚至可以提供薄壁的注塑成型塑料材料，这是因为三维的外部几何形状使得与流动引导件的结合也会使得插入到横壁中的薄壁套筒能够保持足够的尺寸稳定性(参见权利要求10)。
权利要求11的特征是公知的，但是权利要求11的意义在于，现在在本发明的范围内可以采用以无齿轮驱动的两级鼓风机(two-stage blower)作为尤其直接的方案。
在本发明的范围内，基本上可以采用任何公知类型的鼓风机，例如径流鼓风机(radial blower)，但是径向鼓风机涉及特殊的适配器，因此在本发明的范围内，优选地采用公知的轴流鼓风机。
然而，本发明的范围内还进一步方便地采用一个这样的轴流鼓风机，以便通过较小的形状改变来进一步提高性能效率。
传统使用的轴流鼓风机具有直叶片，该直叶片朝轴的方向变厚，以提高稳定性。而根据本发明，如权利要求13中给出的优选方式，特别是具有权利要求14至18中提出的特殊特征，从而成形为不仅增强叶片的尺寸稳定性，而且在需要时还影响叶片的厚度。
尤其是，进一步降低了相应鼓风机的驱动力及其产生的噪音。还有助于该积极效果的事实在于，由轴流鼓风机的叶片带动的变暖的冷却空气现在由相应的叶片径向地接收，以便在延时的情况下径向向外流动。
权利要求19首先在其引用部分中陈述了对传统环状部件带来的特征的限制。在从权利要求19中以及从权利要求20和21提出的优选的其它方面中所得出的进一步改进方案中，详细说明了本发明范围内所采用的环状部件的优选实施方式。流动引导件现在布置在套筒部分侧部的径向内部空间内，如权利要求21中所述，在可能的情况下，沿着槽的内部横截面的整个轴向范围内布置，从而使得流动最大化，同时该流动引导件直接连接在集装箱后壁的前侧，并且在相应的侧向凸缘结构中具有在横壁方向上进一步向外弯曲回的延伸部分，该凸缘结构有利地具有舌件。因此，根据本发明构造的凸缘结构能够将环状部件支撑在轴的横壁上并在必要时将环状部件固定在轴的横壁上。
从以下试验性比较中能够清楚地看出通过简单地将传统的环状部件(申请人也在使用该传统的环状部件)替换为如示例性结构所详细说明的根据本发明的环状部件所带来的在效率方面的令人惊奇的进步。
一方面，这些试验性比较通过简单地将公知的环状部件替换为新型环状部件而在数量上证明了根据本发明的改进的环状部件所能够带来的改变程度，尤其是对电力轴流鼓风机的功率消耗(瓦特数)的改变程度。
另一方面，这与几何形状尤其是轴流鼓风机的叶片的几何形状也有相互作用，在这方面目前没有可用的系统的试验性比较结果。
在试验性比较中轴流鼓风机仍以螺距角为19、22和25(标准)度的直叶片运行。
在所有情况中，为轴流鼓风机供电的电机为无齿轮电机，该无齿轮电机调到两极和四极以分别实现低速和高速。
试验结果
Figure G200880021091XD00061
这已经很明显地证明了，即使完全不考虑适应轴流鼓风机的叶片几何形状，现在轴流鼓风机在高速模式(460V，60Hz)中的功率消耗能够降低13％-40％。
附图说明
下面将参考附图通过示例性实施方式的方式来对本发明进行详细说明，在附图中：
图1是集装箱的后端部沿其纵轴的局部剖视图；
图1a是与图1中的水平位置相同但是与集装箱的横向成直角的位置的局部剖视图；
图2a是顶视图；
图2b是底视图；
图2c是如图1和图1a所示的组件中所采用的环状部件的侧视图；以及
图3是如图1和图1a所示的组件中所采用的轴流鼓风机的叶片环的透视图。
附图标记
2地板            4顶板
6后壁            8肋
10切除部分       12制冷单元
14外壁           16货物空间
18槽             20容纳空间
22热交换器表面   24定位件
26集气室         28格栅
30前壁           32横壁
34侧壁           36纵向轴线
38通孔           40环状部件
42套筒           44轴向鼓风机
46驱动电机       48叶片
50流动横截面     52侧向流动引导件
54舌件           56自由端
58风扇外环       60轮轴
62夹子
具体实施方式
现在参见图1，图1中显示了集装箱的端部如何包括其地板2、顶板4和后壁6。地板2的顶部沿集装箱纵向形成有肋，在肋之间形成有用于引导冷却空气的通道(未显示)。
后壁6实际上在其整个高度上并且也可以或多或少地在其整个宽度上具有切除部分10，制冷单元12通过该切除部分10插入到集装箱的内部。
制冷单元12的外壁14在功能上可以视为与集装箱的后壁6相同，因此制冷单元12的外壁14是集装箱的后壁6的功能性延伸。
在该布置中，制冷单元12在面向集装箱的货物空间16的位置上形成有垂直槽，变暖的冷却空气沿该垂直槽向下引导至位于集装箱后侧的制冷单元12。槽18的下部沿轴向逐渐变细，以便与集装箱的后壁6的外侧相配合产生用于制冷单元12的主要功能元件的容纳空间20。作为本发明范围内独有的优点，在槽的上部中，槽18扩张到制冷单元12的外壁14的内侧，如上文所述，该外壁14具有集装箱的后壁的功能。
布置在容纳空间20内的制冷单元的功能元件是传统的，即与任何公知的组件一致，但是本发明有利的是，制冷单元的蒸发器的热交换器表面22伸入到槽18的扩张部分内。
槽18内的变暖的冷却空气在槽18内的热交换器表面22上重新冷却到低工作温度，并流到槽18的腰部下侧的肋8之间的纵向通道中。箭头表示图1中冷却空气的流动。冷却空气从纵向通道沿包围货物的货物空间16的整个长度向上流动，以聚积到顶板4下方，并且在吸收了货物空间16及其货物中的热量之后向上返回到槽18的扩张部分内。大约与槽18的顶部相对应(或者稍微低于该顶部)的定位件(setting)24确保集气室26是空的，以接收顶板4下方的变暖的冷却空气。
在与定位件24持平或者稍微高于定位件24的位置上，格栅28在槽18的扩张部分的顶部上方延伸，从而以通常的方式防止异物或块状物质进入槽18。此外，格栅28是防止手脚从上到下进入槽18的安全防护装置。货物空间16由制冷单元12的前壁30形成，该前壁30基本上形成为平面，并且根据切除部分10的尺寸而在集装箱的高度和宽度上垂直地延伸，从而该前壁30与槽18的外壁14平行，该槽18的内部结构在其顶部与底部之间形成腰部。
已经清楚地表明了横壁32是如何位于与其平行的格栅28的下方(在该典型实施方式中位于格栅28下方的约20至30cm处)的。在该布置中，一方面在前壁30与外壁14之间，另一方面在格栅28与横壁32之间，设置有位于槽18顶部的集气室34，以接收变暖的冷却空气。如图1a所示，实际上，该集气室34在切除部分10的宽度的尺寸范围内在侧壁的整个宽度上在侧壁之间延伸。在该布置中，侧向间隙保持为足够小，从而对于所有实际目的来说可以忽略该间隙。
在纵向中心线(图1a中的虚构线36)的左侧和右侧设置有相同的组件，下面将仅详细说明其中的一个组件，另一个组件相对于该纵向中心线或者相对于集装箱的相应中心平面镜像对称。
因此，图1中仅显示了图1a中的左部。
横壁32的中心形成有通孔38(在本示例中，在左侧标出了该部分)，该通孔38如图所示具有圆形的内横截面。
环状部件40从上至下插入横壁32的通孔38中，下面将参考图2a至图2c详细说明该环状部件40。
环状部件40包括插入到通孔38内的圆柱形套筒42，并且通过其流动横截面将变暖的冷却空气供应至轴流鼓风机44，该轴流鼓风机44包括电动无齿轮(electrically power gearless)两极和四极电机46，以驱动轴流鼓风机44可选地以低速或高速运转，换言之，轴流鼓风机44以传统方式通过电机46驱动。
下面参见图3，图中显示了轴流鼓风机44还如何以叶片环48为特征，在本上下文中将详细说明该叶片环48的新型结构。
但是对于以套筒42为底部的环状部件40，将首先更多地考虑如图2a至图2c所示的套筒42的顶部结构。
整个环状部件40是整体注塑成型件，注塑组分可以广泛地选自公知的塑料、聚酰胺或聚丙烯，并且作为一种实施例可以有利地通过玻璃纤维或碳纤维进行强化。选择该材料可以使得壁厚仅为1.5mm便足够了，这与传统的由铝或铝合金制成时通常为2mm的壁厚相比，能够显著地节约成本。
套筒42具有最大直径的圆形流动横截面50，此处最大的意思是对应于流动横截面50的直径加上位于外壁14的内侧与制冷单元12的前壁30的内侧之间的间隙中的套筒42的壁厚的两倍，这在图2a中在该间隙的方向上清楚地显示为流动横截面直径D加上两倍的套筒壁厚度尺寸d的尺寸。
因此套筒42的顶部仅在两侧方向上平移，即沿集装箱的横向或者平行于其端部平移至侧向流动引导件52内，该侧向流动引导件52通过弯曲部而在槽18的整个宽度上延伸，该弯曲部具有连续向外的开口。每个侧向流动引导件52通过单独的舌件54而径向地向侧面延伸，从图2c中可以明显地看出，该舌件54在朝向横壁32的表面的方向上近乎成圆形地弯曲回去，并且该舌件54的顶端避免了在空气流入方向的自由边缘。此外，舌件54由横壁32的顶部支撑，此处该舌件54还作为凸缘型紧固件。为此，每个舌件54的自由端56可以布置为例如与横壁的顶部上的支撑槽配合(未显示)。
图3中显示了轴流鼓风机44的风扇外环58的优选形状。
风扇外环58包括轮轴60，该轮轴60可以通过夹子62等装置固定到驱动电机46的输出轴上。
轴流鼓风机44的叶片48围绕轮轴60的周缘等间距地分布，从图3的透视图中可以明显看出，该叶片48在传送方向上弯曲地凹入，并且该叶片48还在如图3中的箭头所示的旋转方向上从内向外地扭曲，而传送方向是穿过该图的平面所观察的方向。

Claims (21)

1.一种船舶冷藏集装箱，该冷藏集装箱的后侧的内部形成有槽(18)和横壁(32)，该槽(18)主要在集装箱的宽度上垂直地延伸，聚积在集装箱顶部区域下方的变暖的冷却空气能够在该横壁(32)的上方向下偏斜地供应到所述槽中，其中，所述横壁中形成有至少一个通孔(38)，该通孔(38)内插设有环状部件(40)，并且变暖的冷却空气能够被穿过所述环状部件的流动横截面的鼓风机(44)引导到制冷剂回路的蒸发器的热交换器表面(22)上，所述热交换器表面伸入到所述槽内，并且其中，通过热交换器表面冷却的冷却空气能够从所述槽的底部导回到冷藏集装箱的地板区域；
其特征在于，
在所述横壁(32)的上方侧部设置有用于被所述鼓风机(44)吸入的变暖的冷却空气的流动引导件(52)，从而将所述变暖的冷却空气侧向引导至所述环状部件(40)的流动横截面(50)。
2.根据权利要求1所述的冷藏集装箱，其特征在于，每个侧向的流动引导件(52)构造为弯曲的。
3.根据权利要求2所述的冷藏集装箱，其特征在于，每个侧向的流动引导件(52)优选地像盛开的花朵一样侧向向外开放。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，侧向的流动引导件(52)朝所述槽(18)的横壁(32)往回弯曲。
5.根据权利要求4所述的冷藏集装箱，其特征在于，往回弯曲的端部由所述横壁(32)支撑。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，位于两侧的侧向的流动引导件(52)之间的面向集装箱的货物空间(16)的空间保持至少部分开放，优选地保持完全开放。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，位于两侧的侧向的流动引导件(52)之间的面向集装箱的货物空间(16)的空间至少部分地由集装箱的后壁(6，14)形成。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，侧向的流动引导件(52)为与环状部件(49)一体的部件。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，环状部件(40)和/或流动引导件(52)由注塑成型塑料制成。
10.根据权利要求8或9所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述环状部件(40)与所述流动引导件(52)一起以薄壁尺寸稳定地构成。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述鼓风机(44)的电机(46)为两极和四极无齿轮电机。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，每个所述鼓风机(44)为轴流鼓风机。
13.根据权利要求12所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述轴流鼓风机(44)的叶片(48)在传送方向上弯曲地凹入。
14.根据权利要求1至14中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述流动引导件(52)从所述槽(18)的横壁(32)的顶面伸出2至5cm，优选地伸出3cm。
15.根据权利要求13或14所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述叶片(48)的凹入结构的深度为所述叶片(48)的伸出高度的1/4至1/2，优选为1/3。
16.根据权利要求12或13所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述轴流鼓风机(44)的叶片(48)在旋转方向上从内向外地扭曲。
17.根据权利要求1至16中任意一项所述的冷藏集装箱，其特征在于，具有圆形开口的侧向流动引导件(52)从该开口向侧端径向延伸5至10cm，优选地径向延伸7cm。
18.根据权利要求16所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述叶片(48)围绕径向轴线扭曲的角度为5°至25°，优选地为10°。
19.根据权利要求1至18中任意一项所述的冷藏集装箱，其中，所述环状部件(40)形成有插入到所述横壁(32)的通孔(38)中的套筒，该套筒的流动横截面(50)形成用于将变暖的冷却空气引入所述槽(18)中的流动横截面，所述套筒的顶部包括侧向向外突出的凸缘结构，用于将所述环状部件固定到所述横壁上，具体地，所述套筒的流动横截面的直径对应于使所述槽的前内壁表面与集装箱的后壁的间距为公差范围内的套筒的壁厚的两倍，所述凸缘结构构造为在沿集装箱的后壁的侧向延伸方向的两侧至少大部分是残缺的；
其特征在于，
侧部的凸缘结构朝外接合在所述套筒的端部，该凸缘结构首先形成每个侧向流动引导件(52)，该侧向流动引导件(52)通过舌件(54)而侧向向外伸出，该舌件(54)设置为往回弯曲从而将所述环形部件固定到所述横壁(32)的顶部。
20.根据权利要求19所述的冷藏集装箱，其特征在于，所述侧向流动引导件(52)通过连续开放的弯曲部而从所述套筒(42)的端部伸出。
21.根据权利要求19或20所述的冷藏集装箱，其特征在于，由所述侧部的凸缘结构形成的所述侧向流动引导件(52)完全地或至少大部分地连续形成在所述槽(18)的前侧与集装箱的后壁(6，14)的前侧之间。
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